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在亚的斯亚贝巴，空气污染问题日益严重，尤其是 PM2.5污染。研究人员针对此开展了空气质量研究，涵盖监测数据、排放清单、模型模拟等。结果显示多种源对 PM2.5有贡献，该研究为城市制定 AQM 计划提供依据。
在过去的几十年里，埃塞俄比亚经历了快速的城市化进程，自 2008 年以来，每年的城市化率达到 10%，预计到 2050 年，将有 40% 的人口居住在城市地区。在亚的斯亚贝巴，随着商业、经济和工业活动的不断增加，能源和交通需求也在持续攀升，这使得空气污染问题愈发严重。空气质量的恶化不仅影响城市的美观和居民的生活质量，更对人们的健康构成了巨大威胁。据统计，在 1998 - 2021 年间，埃塞俄比亚的年平均 PM
2.5浓度增加了 30 - 40%，在亚的斯亚贝巴，每年因环境空气污染导致的过早死亡人数约为 2000 人。面对如此严峻的形势，制定有效的城市空气质量管理（AQM）计划迫在眉睫。而了解空气污染的来源、识别减少排放的机会以及确定地方和区域举措的优先级，是成功制定 AQM 计划的关键，然而在低收入和中等收入国家，尤其是非洲城市，这方面的研究还非常有限。
为了填补这一研究空白，来自印度理工学院 TRIP 中心、Urban Emissions Information、美国 Unity Healthcare Inc. 以及世界银行的研究人员（Sarath K. Guttikunda、Sai Krishna Dammalapati、Worku Tefera、Jian Xie）共同开展了一项关于亚的斯亚贝巴空气质量的研究。该研究成果发表在《Heliyon》上，为改善亚的斯亚贝巴的空气质量提供了重要的科学依据和决策支持 。
研究人员主要运用了以下几种关键技术方法：首先，通过收集已有的公开资源，如人口普查信息、卫星数据、开放的地理信息系统（GIS）数据集和已发表的文献，建立了多污染物排放清单；其次，利用 Weather Research Forecasting（WRF）模型获取气象数据，为后续的化学传输模型模拟提供气象条件；最后，运用 Comprehensive Air Quality Model with Extensions（CAMx）化学传输模型，结合排放清单和气象数据，模拟 PM2.5的浓度分布并进行源解析。
研究结果
- 气象数据：亚的斯亚贝巴所在的大区域（GAAR）属于亚热带高地气候，平均海拔 2300 米。主导风向在 6 - 8 月为西风，其余时间为东风，风速全年较为稳定。冬季夜间温度常降至 10°C 以下，有时低至 5°C，这使得人们需要持续进行空间供暖，主要依靠燃烧木材、农作物秸秆、煤炭和牛粪等。混合高度在 6 - 8 月最低，限制了污染物的扩散，导致污染水平升高。
- 环境监测数据和卫星观测：对 PM2.5浓度的监测数据显示，6 - 8 月浓度较高，这与雨季气溶胶浓度通常较低的规律不符。进一步分析发现，这是由于雨季生物质燃烧率增加，对应 2 米温度低于 10°C 和 15°C 的时间增多，而该地区大部分供暖需求依靠生物质燃烧来满足。此外，2019 - 2023 年间，年平均 PM2.5浓度增加了 30%，TROPOMI UVAI 数据表明，城市中的灰尘和烟雾有所增加。
- 总排放：多污染物排放清单显示，车辆尾气、扬尘、住宅和商业活动、建筑活动扬尘、露天垃圾焚烧以及工业生物质和化石燃料燃烧是主要的排放源。在主要城市区域，车辆尾气对总 PM2.5的贡献高达 29%，运输部门是 SO2、NOx和 CO2排放的主要来源。预计到 2030 年，由于燃料质量的改善，SO2排放将下降。
- 模拟的 PM2.5浓度、验证和源解析：WRF - CAMx 建模系统模拟的 PM2.5浓度与监测数据在空间和时间变化上具有较好的一致性，验证了排放清单的可靠性。源解析结果表明，PM2.5污染主要来源于车辆尾气、生物质燃烧和扬尘，其中车辆尾气是主要来源，生物质燃料在非运输源中占主导地位，露天垃圾焚烧和柴油发电机组也有一定贡献，来自城市 airshed 外部的污染贡献总体低于 10%。
研究结论和讨论
该研究首次为亚的斯亚贝巴大区域（GAAR）提供了开放获取的信息基线，包括模型就绪的排放清单、化学传输模型生成的污染热图以及源贡献估计。研究结果明确了亚的斯亚贝巴 PM2.5污染的主要来源，为城市制定空气质量改善策略提供了关键依据。例如，针对车辆尾气和生物质燃烧这两个主要污染源，可以采取推广清洁燃料、优化交通管理、提高生物质燃烧效率等措施。
然而，研究也存在一定的局限性。由于缺乏在该空间分辨率下代表 GAAR 的已发表网格化排放清单，研究无法与其他相关研究进行直接比较，且总排放的平均不确定性在 ±20 - 30%。此外，目前的监测网络覆盖范围有限，未来需要进一步加强。
未来的研究方向可以从以下几个方面展开：开展基于自上而下化学分析的研究，在多个代表性地点进行监测，以提高研究结果的可信度；扩展建模系统，实现短期空气质量预测，为公众提供及时的污染和健康警报；加强机构能力建设，完善环境法规和政策，推动亚的斯亚贝巴及其他埃塞俄比亚城市的空气质量改善工作。总之，该研究为亚的斯亚贝巴的空气质量改善迈出了重要一步，为后续的研究和政策制定奠定了坚实基础。
